工藝參數檢測 推動染整進步

　　在工業飛速發展的今天，紡織印染業在我國的傳統產業中仍然有著舉足輕重的地位。紡織印染業是深加工、精加工以及提高紡織品附加值的關鍵行業，更是我國出口創匯的重要組成部分。

　　我國每年都需要進口大量的高檔服裝面料，這主要是由于我國印染工藝和設備落后，尤其是自動化程度低、工藝參數在線檢測水平差造成的。因此，利用先進的在線檢測技術改造紡織印染業、提升印染后整理技術勢在必行。

　　在染整前處理、染色、定形等過程中，一些工藝參數（如溫度、液位、染色機的色差、定形機的織物表面溫度等）的在線檢測轉換和及時控制處理，一直是印染后整理的關鍵技術問題。其主要要求是染整加工時，在參數快速變化過程中對參數信號的檢測、轉化能及時控制處理，并且能穩定可靠的工作。

　　溫度的在線測控

　　根據不同工藝要求，染整機械中需要測控的參數很多，如溫度、緯斜（緯弧）、色差、起皺、縮水等。其中，對于溫度的控制最為重要。這是因為溫度是控制染整工藝過程的關鍵指標。溫度控制不僅能夠提高產品質量，代替人力資源，還有利于能源的節約。染整工藝過程中的溫度在線測控有烘房內氣氛溫度和布身溫度的測控、烘筒熱輥的溫度測控、紅外輻射測量布面及預縮承壓輥表面溫度、導熱油加熱系統的溫控等幾種形式。

　　為了滿足織物高效、節能的烘燥、定形，布身的溫度控制比烘房內氣氛溫度更重要。傳統的鉑熱電阻或熱電偶在烘房內采集到的是烘房內的氣氛溫度，其數值有別于布身溫度。通過對一臺熱定形機進行布面溫度與烘房指示溫度的同時監測，所測試結果顯示，布面最高溫度與烘房指示溫度相差23～26攝氏度，且烘房內溫度升溫速度相對較快，而出烘房時烘房溫度則較低。

　　軋光機一般采用中空電加熱方案，溫度采樣傳感器安置在電熱輥內；使用開環系統，慣性滯后??；能較快的測出電熱元件功率變化所引起的溫度變化，調節系統易于整定；能有效地抑制電網波動所引起的溫度波動。但是，由于內腔與輥面存在溫差，當升溫達到設定溫度值后，電加熱轉換成保溫階段，這樣使輥表面溫度的提升需花費很長的非工藝等待時間。當工藝車速發生改變后，電熱輥內腔溫度雖然保持不變，但是熱輥表面熱平衡的變化會導致處理織物的熱輥表面工藝段的溫度變化。

　　紅外輻射測量布面溫度也是一種先進的方法。不論烘房的熱源是熱風還是輻射能源，它所采集的溫度都是布身溫度。在測量的路徑上，由于氣氛的吸收、煙霧、灰塵散射等原因所引起的衰減，以及環境溫度的影響等等，測量將會出現一定的溫差。為了消除此誤差，常采用比色法，也就是采用具有雙通道的測量裝置，每條光路都帶有適當的濾塵片，分別測量目標輻射和標準黑體輻射的一個單色輻射功率，用兩者之比值代替上述方法中的輻射功率，進行溫度定標，并進而確定溫度。

　　熱定形機加熱和溫控的對象是循環風，而導熱油加熱爐的導熱油溫度和流量是恒定的。從加熱爐來的導熱油從進油管經三通分流調節閥進入熱交換器，通過熱交換器與循環風進行熱交換，將熱傳遞給循環空氣。當循環風溫度過高時，鉑熱電阻傳感器將溫度信號輸送至溫度控制儀表，通過設定值與設定值PID自整定演算，一方面通過顯示器顯示出測定值，一方面控制三通分流調節閥的電動機運轉。通過調節三通分流調節閥的開啟度，使進入熱交換器的一路關小，而直接回油的一路開大，從而使循環熱風溫度下降。當循環熱風溫度下降到某一范圍時，溫控儀表PID自整定演算使三通分流調節閥做出相反動作。在加熱溫度控制系統中，三通分流調節閥通過對熱交換器的熱油流量及閥的直接回油量的控制，實現烘房溫度的自控。

　　我國的在線檢測技術

　　目前，我國染整設備的自動化控制水平已全面進入一個以交流變頻調速、伺服傳動、PLC、觸摸屏人機界面為代表的數字化控制時代。該水平已經基本接近國外水平，所不足的是國外已普遍采用現場總控制系統，而我國這方面才剛剛起步?，F在國內除了一些常規的項目如速度、溫度、液位等參數的測控外，專用的在線監控項目處于初步階段，如：自動化控制和程序控制較差，在線監控沒有真正實現；遠程監控和故障診斷技術不成熟；定量滴定、自動加料沒有配套。這些在很大程度上限制了染整機械機電一體化水平的提高，也影響了織物的最終加工質量。

　　目前亟須解決的關鍵問題是研制出能夠快速檢測溫度、色差、堿濃度、雙氧水濃度等參數的傳感器件。這就需要物理、化工、電子等跨行業的技術合作。雖然國外有成熟產品問世，但是其昂貴的價格使很多小型紡織印染企業望而卻步。同時，國外的測量系統也存在與國內企業的兼容問題。因此，研發具有自主知識產權且適合我國國情的染整設備工藝參數在線檢測系統已是迫在眉睫。為此，國內的很多科研人員以及大中型企業開始對在線檢測技術進行不斷地改進和研發。

　　近年來，我國在染整工藝技術與設備方面也取得了明顯的進展，電子技術的應用范圍也不斷擴大。國產印染設備速度的閉環控制實現了高精度同步傳動，溫度、濕度、濃度、液位、張力等參數也實現了在線檢測和控制。這些技術既可用于新設備配套也可用于老設備改造。設備的在線檢測和控制可以提高織物平衡含水率，符合最佳給色量，符合優質、低成本的標準。同時，機電一體化程度有了一定的提高，在產品設計中強調模塊化、積木化，突出環境保護，電氣拖動穩定可靠，張力可調，使人、機、環境得以充分協調，開發了一批新技術和新設備。

　　常州宏大電氣有限公司研制出一種基于張力監控的同步傳動控制系統，通過以“恒張力”為基礎的同步傳動系統來取代現有的“恒線速”同步系統。杭州開源電腦技術有限公司自主開發的自動調漿技術和系統，可準確控制調漿工藝參數。調色系統可用母色達28種以上，使用全電腦控制，小樣調漿量為5～3000克，生產調漿每分鐘可調漿料25公斤，顯著提高了調漿速度和印染產品質量。西安德高佳美印染有限公司開發的堿濃度計算機在線監控系統具有良好的人機界面，整機控制采用大尺寸彩色液晶觸摸屏，顯示直觀、操作方便、狀態一目了然，實現了不過量的最佳控制，具有高精度、高穩定性。

　　高新技術的迅速發展帶動了現代科學技術的融合和染整設備的迅速發展。從目前國際染整工業加工設備和工藝技術創新發展看，染整工業已整體上進入一個用高新技術裝備改造傳統染整加工設備和工藝的新時期。先進的在線測控技術，可以及時得到工藝參數，并對生產過程進行調節和控制，大大改善染整質量、降低消耗、提高制成率，達到較高的重現性和工藝穩定性。印染機械和工藝技術的有機結合可以廣泛應用自動控制和在線檢測技術，滿足快速反應和印染企業信息化要求，達到提升印染產品附加值的目的。

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